Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Wzmacniacze operacyjne: schemat, charakterystyka, parametry. Konwerter prąd – napięcie. Wtórnik napięciowy, Opracowania z Elettronica

Opracowanie z zakresu tematu

Typologia: Opracowania

2019/2020

Załadowany 21.10.2020

Warsawa
Warsawa 🇵🇱

4.7

(104)

282 dokumenty

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Wzmacniacze operacyjne: schemat, charakterystyka, parametry. Konwerter prąd – napięcie. Wtórnik napięciowy i więcej Opracowania w PDF z Elettronica tylko na Docsity! Temat: Wzmacniacze operacyjne — wprowadzenie 1.Wzmacniacz operacyjny — schemat a) ; Wejście , ndwracające lrre- Ugę(+ 12 VI 4, | Wyjście | dwee cm——]+ śm Wejście att lęc(-17 W | yna Jm Ly ii 1 2. Charakterystyka wzmacniacza operacyjnego UHggy Line imvj 3. Podstawowe właściwości wzmacniacza operacyjnego >. bardzo dużym wzmocnieniem napięciowym (powyżej 10000 V/V czyli 80dB), > wzmacniają prąd stały , > odwracają fazę sygnału wyjściowego w stosunku do sygnału podawanego na wejściu odwracające (oznaczenie ,, — „„) lub zachowują zgodność w fazie jeżeli sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające (oznaczenie ,, + „,), >. dużą rezystancję wejściową (MQ), > małą rezystancję wyjściową (Q). 4. Parametry wzmacniacza operacyjnego idealnego Idealny wzmacniacz operacyjny powinien wykazywać następujące właściwości: > nieskończenie duże wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego (K — 09; > nieskończenie szerokie pasmo przenoszonych częstotliwości; VY VY YVv v nieskończenie dużą impedancję wejściową (między wejściami oraz między wejściami a masą); impedancję wyjściową równą zeru; napięcie wyjściowe równe zeru przy sterowaniu sygnałem nieróżnicowym (wspólnym); wzmocnienie idealne różnicowe, a więc nieskończenie duże tłumienie sygnału nieróżnicowego; niezależność parametrów od temperatury. 5. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych. Stosowane są głównie w: > VYVVV układach analogowych, gdzie wykonują operacje: dodawania, odejmowania, mnożenia, dzielenia, całkowania i różniczkowania, wzmacniaczach logarytmicznych, generatorach sygnałów: prostokątnych, trójkątnych i sinusoidalnych, filtrach, detektorach liniowych i detektorach wartości szczytowej, układach próbkujących z pamięcią. 6.Podstawowe układy pracy wzmacniaczy operacyjnych VYVVVVVVVV Wzmacniacz odwracający, Wzmacniacz nieodwracający, Wzmacniacz sumujący i odejmujący, Wzmacniacz całkujący, Wzmacniacz różniczkujący, Wtórnik napięciowy, Konwerter prąd — napięcie, Przesuwnik fazy, Prostownik idealny. Temat: Konwerter prąd — napięcie. 1. Konwerter prąd — napięcie — układ służący do przetwarzania sygnału prądowego na sygnał napięciowy. 2. Schemat konwertera prąd — napięcie Napięcie wyjściowe konwertera wynosi U, =-IR (wartość tą otrzymujemy z analizy pracy wzmacniacza operacyjnego) 3. Charakterystyka układu > mała rezystancja wejścia > możliwość współpracy tylko ze Źródłem prądowym ( o dużej rezystancji wejściowej) gdyż wejście stanowi masę pozorną > wartość prądu 7 nie zależy od parametrów układu konwertera ale od Źródła sygnału wejściowego Temat: Wtórnik napięciowy 1. Wtórnik napięciowy — uzyskuje się ze wzmacniacza nieodwracającego przy zastosowaniu rezystora R, o bardzo dużej wartości (R, co). Wartość rezystancji R powinna być równa wartości rezystancji Źródła sygnału wejściowego. 2. Schemat wtórnika napięciowego R _- jk lo > U | Uuy i L 3. Układ charakteryzuje się: > bardzo dużą rezystancją wejściową (rezystancja dla sygnału współbieżnego) > małą rezystancją wyjściową (k,„ razy mniejsza od rezystancji wejściowej wzmacniacza operacyjnego z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego) Temat: Komparator. 1. Komparator — to układ porównujący wartości chwilowe dwóch przebiegów napięć u, (£) i u,(t). Gdy wartości te są jednakowe wówczas na wyjściu komparatora pojawia się skok napięcia. ( z niskiego poziomu na wysoki lub z wysokiego poziomu na niski). 2. Symbol komparatora: lx 0 — | Liwy i b D ać 3. Analiza komparatora: Jeden z przebiegów porównywanych jest napięciem stałym (np. u, =const) zwanym napięciem odniesienia a drugie badanym. Komparator jest elementem wytwarzającym sygnał logiczny 0 gdy u,>u, lub 1 gdy u,<u,. Komparator może być jednobitowym przetwornikiem analogowo — cyfrowym. 4. Komparator powinien charakteryzować się: > stałością napięcia porównującego >. małymi czasami narastania i opóźniania sygnału wyjściowego (odpowiedzi) 5. Rodzaje pracy komparatora >. z dodatnim sprzężeniem zwrotnym - komparatory regulacyjne bez sprzężenia zwrotnego — komparatory nie regulacyjne Temat: Prostownik idealny. 1. Prostownik idealny możemy uzyskać stosując wzmacniacz operacyjny w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego stosując elementy nieliniowe — diody. 2. Zasada działania: > napięcie wejściowe o wartości dodatniej — ujemne sprężenie zwrotne zamyka się rezystor R, i diodę D, (D, w stanie przewodzenia); > napięcie wejściowe o wartości ujemnej — ujemne sprzężenie zwrotne zamyka się przez rezystor Ri diodę D, ( D, w stanie przewodzenia a dioda D, w stanie zaporowym); > diody dzięki wzmacniaczowi operacyjnego przewodzą nawet przy małych (bardzo małych) wartościach napięć 3. Napięcia wyjściowe wynoszą: Temat: Wzmacniacz odejmujący 1.Wzmacniacz odejmujący - zwany również różnicowym. Realizuje on odejmowanie napięć wejściowych w odpowiednim stosunku zależnym od wartości rezystorów znajdujących się w układzie. 2. Schemat wzmacniacza odejmującego R3 l Ry ly 3 A h GE l =. Ra U gi K Uw 11 14% 4 3. Analiza pracy według procedury przedstawionej wcześniej: U,=U5; L=l, L=l; - U,-U =U U, I, z JAZU s R; Ry; U,-U, _U„-U,, R, R; stąd — U „R, ŁU,R; * R+R, I, = Uz=Ue 1 =Ue R, R, ; U,-U„_U stąd R, Uz-=U,+ jeśli spełniony będzie warunek to R. U, =—(U,-U, z: Rezystancja wejściowa dla wejścia odwracającego, przy U = O jest równa R, + R;, adla wejścia nieodwracającego R + Ry. Temat: Wzmacniacz sumujący 1. Wzmacniacz sumujący — umożliwia realizację dodawania 2. Schemat wzmacniacza sumującego R £T p Hy BA R——— —o lą Ra * R———— U, Ą po Ra wy —— HH 3. Analizy pracy wzmacniacza operacyjnego otrzymujemy: U,=U,=0, nz L= = 1; 2; ; "u; |ELZ U; U, = ać +] R, R, R,); (10.36) U, =-RI. (10.37) Wartość rezystancji Rp powinna być równa rezystancji wynikającej z równoległego połączenia rezystorów R;, Ra, ... R„i R. Temat: Wzmacniacz całkujący — integrator 1. Wzmacniacz całkujący - otrzymuje się poprzez włączenie kondensatora C€ w obwód sprzężenia zwrotnego. 2. Schemat wzmacniacza całkującego: a) układ podstawowy, b) układ z obwodem RC w pętli sprzężenia zwrotnego a) , b) „Ba RR LAI IE] 5 LB U; | >— Ra ly uj (e | Uwy i i L i **:y Wzmacniacz różniczkujący .a) schemat zasadniczy, b) przebieg napięcia wejściowego, c) przebieg napięcia wyjściowego. Temat: Zabezpieczenie wzmacniacza operacyjnego przed uszkodzeniem. 1. Przyczyny uszkodzenia wzmacniacza: > przekroczenie dopuszczalnej wartości napięcia zasilania lub odwrotne podłączenie źródła zasilania; R a) —T orle „ we, c—|[E we. c—|— s ME A ———- Lig NZ > przekroczenie dopuszczalnego napięcia różnicowego; b) WE g—g———s——I— ZES wy We, 0———— + > przekroczenie maksymalnego napięcia wejściowego w stosunku do masy układu; Temat: Budowa i działanie wzmacniacza operacyjnego 4741 1. Wzmacniacz operacyjny //A741 składa się: stopień wejściowy (wzmacniacz różnicowy) -pierwszy stopień wzmacniający drugi stopień wzmacniający (niesymetryczny) separuje wzmocnienie sygnału wejściowego i przesuwa poziom napięcia stałego stopień wyjściowy (wzmacni: cz prądowy o wzmocnieniu napięciowym k, =1 układ polaryzujący (wymuszający i stabilizujący punkt pracy tranzystorów) układ zabezpieczający przed przeciążeniem a ) Stopień niesymetryczny Stopłe waściowy || (uk sepauący topa wyjsdowy Arzmacniacz różnicowy) | *wzmacałająy przesuwający | *) (oaa kompiementarra) | 3 | zozom napęc stalego) b I I l, | Układ tad zatozpieczający 1 polyzający przedprzoęeńn | | b) Ukdacł Stopłeń Drugi Stopień polaryzujący 1 wejściowy 1 stopłań _ | wyjciowy tg i i IJ 150 Ted——— K. [r h" i l | | Kr i, s IG] re Dj p i» i i © a | —— i Tr o IK I Una zh u | | IL i j Loki | 22 |u be lae | | i Te I I 5 80p | i ii ka Lol op w TAk To Ka (a i ani ję LH mę pna | IA LE 4 Lal] A sód idol sd U Zerowanie —15Y Rys. wzmacniacz //A741: a) schemat funkcjonalny b) schemat zasadniczy zaa. 1 Wyprowadzenia układu uA 741 LJ [s] E| 1] zewnetrzne zerowanie [e] a Wejście odwracajnce [A | |] +c napiecie zasilania Wejście nieodwracające [5 | 10] "viście EJ [-] Wyprowadzenia układu uA 723 |ogranicznik prądu obciążenia Kompensacja czestotliwosci Czujnik pradu obciążenia +U napicelc zasilania Wejscie odwracające Napiceio kolektora tranzystora Wejście niecdwracające Wyjście napięcia stabilizowanego Napięcie odniesienia Wyjście diody Zenera 1 napiecie zsailania Rys. Wzmacniacz operacyjny: a)widok ogólny, b) identyfikacja wyprowadzeń Wzmacniacze operacyjne wytwarzane są w technologii scalonej i umieszczane w obudowie o wymiarach ok. 7X10 mm. Wewnątrz znajdują się przeciętnie 25-30 tranzystorów i 10-15 rezystorów.